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[百家杂谈] 皇冠之战:0:3落后,中国如何逆转日本?

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发表于 2023-11-9 12:47 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


皇冠之战:0:3落后,中国如何逆转日本?

 叉少 往事叉烧 2023-09-16 23:01 
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916日,北京大学百年纪念讲堂,第五届阿里巴巴全球数学竞赛颁奖典礼隆重举行,17岁的瞿霄宇摘得金奖,一批少年数学新星开始闪光,令学术界科技界充满期待。


在一路之隔的清华大学,数学家丘成桐曾提出一个中日数学之问,引发热烈讨论。


丘成桐问:日本数学从1900年到1938年,近40年间成为世界领先的数学大国,为什么中国不能成功?”“中国好的人才要比日本多,从14亿人口中挑选,没有什么道理不成功。


中日数学之问或曰丘成桐之问,勾连出一段令人百感交集的百年往事。从尊为人师,到远远落后,再到奋起直追;从东渡求学,到战火青春,再到阿里办赛,几代中国志士智者前赴后继,用各自的方式,争夺科学皇冠上的那颗明珠——数学。


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中日师生,互换位置

说日本数学曾是中国数学的徒弟,大概不会有人反对。

2000年前的《九章算数》,800年前的《杨辉算法》,千百年前,这些中国原创的数学著作传入日本,点燃了日本数学的荒野。一直到19世纪50年代,中国都是日本的数学老师,这个时期,李善兰和英国人伟烈亚力出版的《几何原本》《代数学》《代微积拾级》传入日本。此时的日本,数学还处于和算时期。

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▲ 中国第一位数学教授:李善兰  图源:网络

1868年,日本启动明治维新,明治天皇要求“和算废止,洋算专用”,开始请进来、送出去,聘请三千外国老师到日本教“洋算”,并派大量学生到西方国家取经。日本人换老师了。

19世纪90年代,高木贞治远赴德国,师从当时最伟大的数学家希尔伯特。他为欧洲浓厚的学术氛围所折服,发出“日本数学不如此地远甚,相距有半个世纪之多”的感慨。

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▲ 日本数学家高木贞治  图源:百度百科

学成归国后,高木贞治一口气写了16本数学教材,传播希尔伯特的研究方法和教学风格,成为日本近代数学奠基人,开宗立派,开枝散叶。得意门生中,有一人名叫弥永昌吉,他后来培养了小平邦彦。三代传承发展,一举改变日本数学在全球的地位。

同时期的中国江河日下,虽然洋务运动西学东渐,京师同文馆开设微积分课,福州船政学堂聘请法国人教数学,也有少量留学生到欧美学习数学,但总体收效甚微。

1894年,甲午中日战争,中国大败,国人的民族屈辱感空前强烈,有志之士奋起,寄希望于科技救国,包括数学在内,各学科发展步入轨道。1912年,北京大学成立了中国第一个数学系,随后,清华、浙大数学系接连成立。

中国刚刚迈出脚步,日本却加速了奔跑,以东京大学为代表,其数学研究水平已直追西欧。1920年,高木贞治解决“克罗内克猜想”,成果被介绍到德国,引起类域论的巨大突破。

曾经的学生,水平已远超曾经的老师,师生位置互换了。咫尺相望,文化相通,日本成为中国青年留学的首选。

苏步青,一个浙江山里娃,从小割草喂猪放牛。17岁那年,他在中学校长的资助下留学日本,学习电机专业。1923年东京大地震,苏步青的衣物、书籍和笔记尽毁,但他凭借顽强的意志,继续追寻数学梦想,以第一名的成绩考入日本东北大学数学系。

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▲ 中国微分几何学派创始人苏步青  图源:网络

苏步青是绝对的天才,26岁发现“苏锥面”,博士毕业时,已在世界数学期刊上发表了41篇论文。他后来获得了一个至高评价:“东方第一几何学家”。



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中国数学家的战火青春

陈建功是苏步青的同学,也是浙江老乡,两人相约学成后报效祖国,“用20年时间,把浙江大学数学系办成世界一流水准”。1931年,这对挚友兑现了约定。那一年爆发了“九一八”事变。

在艰苦中奋斗,工资发不出,他们也不在乎。至1937年抗战全面爆发时,浙大数学系已经显示出雄厚实力。东南沦陷,浙大西迁,开启了长达7年的漂泊,炮火纷飞,苏步青们却能心如止水坚持研究,因材施教培养学生,形成了“浙江大学微分几何学派”。

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▲ 图源:浙大新闻办

在北方,北大数学系、清华数学系也冉冉升起,与“浙大学派”南北呼应。几乎与浙大西迁同时,北大、清华和南开也向大后方转移,它们在昆明组建了西南联大。

此时的京津三名校,已经迎来第一批留学英美法的博士归国,数学学科最具代表性的是陈省身和华罗庚。陈省身放弃了留在德国汉堡大学的好机会,华罗庚拒绝了英国剑桥大学的挽留。国内通货膨胀严重,他们“自讨苦吃”回来,养家糊口都困难。“教授教授,越教越瘦”,有人笑称,当时就连乞丐都不向教授乞讨。

就是在这样颠沛流离的年代,在苏步青、华罗庚们的带领下,中国数学在国际舞台上有了一席之地。


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中国VS日本,0:3落后

战争,是双方人民的灾难。20世纪40年代中期,日本在太平洋战争中大败,对外交流全面中断。高木贞治的徒孙小平邦彦躲到乡下,与世隔绝闷头研究。十年磨一剑,1954年,他为日本赢得第一个菲尔兹奖,成为现代复代数几何的奠基人之一。

菲尔兹奖被誉为数学界的诺贝尔奖,每四年颁发一次,由国际数学联合会评选,在四年一度的国际数学家大会上颁奖。


每次授予2~4名有卓越贡献的数学家,获奖者必须在该年元旦前未满40岁。


小平邦彦首开纪录后36年间,广中平祐(1970年)、森重⽂(1990年)又“梅开二度”,凑齐“帽子戏法”。手握三个菲尔兹奖,日本一度挤掉二战后分裂的德国,成为数学四大强国之一。

数学,被誉为科学皇冠上的明珠,日本数学的崛起,与其战后综合国力的蹿升同步。同时期,中国数学的开山一辈渐渐老去,后辈代有英才出,但鲜有人达到顶级,至今未有中国籍数学家摘得菲尔兹奖。

肯定不是中国人不行。1982年,丘成桐(美籍)成为第一位荣获菲尔兹奖的华人数学家。丘成桐生于广东汕头,长于香港,20岁赴美留学,从此一路开挂,解决了卡拉比猜想,得菲尔兹奖时只有33岁。

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▲ 青年时期的丘成桐 图源:网络

2009年,60岁的丘成桐回到中国,零薪酬担任清华大学数学科学中心主任。在他的领导下,清华大学数学学科取得长足进步。

回顾历史,日本数学后来居上,除了“请进来,送出去”之外,还有一个关键因素,那就是重视挖掘年轻人才。不断地从民间寻找璞玉,让大师亲自雕琢,这可能是一国数学传承与发展的必经之路。自古英雄出少年,数学尤其如此。这也是菲尔兹奖划定40岁年龄线的原因之一。

丘成桐认为,中国数学要赶上日本,希望在孩子们身上。“因为小孩子没有一些先入为主的、墨守成规的观念。我发现不少大学生或者研究生,满脑子就是固定地跟着人家走,有一种瞻前顾后的心态:怕交不上卷子、完不成课题、毕不了业。相反,小孩子不会有这些杂念、顾虑,会更勇于在真问题上探索。”


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“无用之用”的冷与热

14亿人之中,数学天才的绝对数不会小。现实情况是,由于数学“无用之用”的特性,很多家长重视数学,只因它是高考必考科目,却不敢让孩子以此为业,担心孩子以后没饭吃,一块块璞玉就此埋没。数学在中国不算绝对的冷门专业,却也不热。

遥想1978年,作家徐迟发表报告文学《哥德巴赫猜想》,把陈景润的故事传遍千家万户,在国内掀起一股数学热。同样的,现在也需要有人把数学这张板凳坐热,让全社会相信,数学不仅重要,还很有趣,学数学也能过得很好。

2018年,“造风者”马云发起“阿里巴巴全球数学竞赛”(以下简称“阿里数学竞赛”)。这项赛事的特点是零门槛、奖金多、纯线上,5届累计吸引25万人参赛。比赛采用场景化、生活化的题目,激发全民解题的热情,并邀请顶尖数学家开班授课,与参赛选手直接交流。

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▲ 首届阿里巴巴全球数学竞赛金奖得主 韦东奕

过去几年,即便疫情阻隔,阿里数学竞赛也没有停摆,并持续引发全民关注。一个个数学少年天才在比赛中涌现,比如首届金奖得主“北大韦神”韦东奕,连夺四银一金的00后张盛桐,创造最年轻满分金奖记录的05后瞿霄宇。不少选手走上了数学研究之路,做出了公认的贡献,目前已有十余人在全球一流高校获得教职。

除了数学系学生,阿里数学竞赛也吸引了各行各业人士参与,包括快递小哥、刑警、律师、焊工等等,主打的就是 “参与”和“热爱”。

天津快递小哥孙金元,白天送快递,晚上不忘挤出两个小时钻研数学,沉迷于欧拉常数,一连半个月废寝忘食,证明与欧拉常数相关的13个公式。完成证明的那一刻,他感受到了从未有过的喜悦:“数学不会骗你,它非常确定。”

他说,数学不只是一个兴趣,在孤独的生活中,数学给了他不断前进的动力,参加阿里数学竞赛让他打开了生活的另一扇门,看到人生存在各种可能性,也让他更加坚定了钻研数学的决心。他还透露,近期在准备年底的专升本考试,希望能在数学领域有更多的深造。

五届下来,阿里数学竞赛把数学之美、数学之趣传递给了公众,越来越多的家长们渐渐知道,数学看似“无用”,实则有“大用”,核物理、芯片、5G、金融……数学无所不在、无所不用。

北大“黄金一代”代表人物肖梁说:“阿里数学竞赛非常好,它公平公正、高标准,我很看好它将来发展成一个公认的衡量标准。”


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回答“丘成桐之问”

今年的阿里数学竞赛,共有5万多人参赛,685人晋级决赛,4名金奖得主平均年龄只有22岁,北大数院大二学生瞿霄宇满分摘金,他才17岁。

瞿霄宇来自重庆,小学五六年级开始沉迷《数学分析》,重复看了三遍,被书里严谨的推理和美妙的定理吸引。才上高一,他就代表国家队出征国际数学奥林匹克竞赛,赢得满分金牌,保送北大数院。

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▲ 瞿霄宇

在北大的课堂上,杨诗武老师曾被瞿霄宇公开“挑战”。杨诗武评价瞿霄宇:“即使在北大数院,他这样的学生也很罕见,他的知识面很广,想得很深。”瞿霄宇喜欢弹钢琴,自习室和琴房是他常在的地方,他认为研究数学和弹钢琴是相通的。

把数学这张冷板凳坐热,发挥14亿人分母大的优势,吸引更多的孙金元参与,发掘更多的“小丘成桐”,实现“面”的做大和“点”的突破,这大概是中国数学有效的逆转之路,也是对“丘成桐之问”的回答。

丘成桐说,“中国科技发展了这么多年,很多方面还跟在别人后面跑。归根结底,忽视了基础学科的发展。基础学问做不出来,应用学科也做不到第一流。” 今天,我们对这个底层逻辑有了更深的认识,不再只讨论科技革命和“卡脖子”,开始更多关注背后的基础科研。

企业家擅长把想法变成行动,马云发起阿里数学竞赛并把比赛持续办了下来,功在千秋。目前,他的“造风”已经产生巨大动能,能否助中国数学攀登皇冠之巅?让我们拭目以待。

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▲ 2023年9月16日 科院院士田刚和阿里巴巴代表给到场金奖得主颁奖


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[1].《从清末与日本明治维新到二次大战前后数学人才培养之比较》,丘成桐

[2].《日本现代数学发展历程及其启示》,遇见数学

[3].《数学文化与数学强国》,王永涛

*图片来源:阿里巴巴全球数学竞赛颁奖典礼、百度百科,部分来自网络。

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本文作者 | 傅尔曼

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